【教学课件】第三章苯丙素类phenylpropanoids.ppt

第三章 苯丙素类phenylpropanoids第一节 苯丙酸类第二节 香豆素类第三节 木脂素类n n概述：苯丙素是一类含有一个或几个C6 6-C3 3单位的天然成分。包括：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素和木质素等。广义来讲黄酮也是苯丙素的衍生物。生物合成途径为：桂皮酸途径第一节 苯丙酸类n n结构特点：C6 6-C3 3结构，具有酚羟基取代的芳香羧酸。绿原酸第二节 香豆素类n n概述n n是顺邻羟基桂皮酸的内酯，基本骨架为苯骈-吡喃酮，7-位常有羟基或醚基。n n在植物体内，香豆素类化合物常常以游离状态或与糖结合成苷的形式存在，大多存在于植物的花、叶、茎和果中，通常以幼嫩的叶芽中含量较高。n n部分香豆素在生物体内以邻羟基桂皮酸苷的形式存在，酶解后苷元邻羟基桂皮酸立即内酯化而成香豆素。n n香豆素化合物常具有蓝紫色荧光。香豆素的衍生过程：香豆素的衍生过程：一、香豆素的结构类型（一）简单香豆素类 只在苯环上有取代的香豆素类。取代基包括羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯基等。七叶内脂七叶内脂七叶苷七叶苷n n伞形科植物欧前胡根状茎中的王草质伞形科植物欧前胡根状茎中的王草质(ostruthin)，6位含有两个异戊烯基的位含有两个异戊烯基的十碳链，该化合物具抗细菌和抗真菌作十碳链，该化合物具抗细菌和抗真菌作用。用。（二）呋喃香豆素类n n苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环。1.直线型 2.角型补骨脂内酯补骨脂内酯白芷内酯白芷内酯（三）吡喃香豆素类 1.直线型 花椒内酯花椒内酯2.角型白花前胡苷白花前胡苷 C7,C8-吡喃骈香豆素吡喃骈香豆素 C6,C7-吡喃骈香豆素吡喃骈香豆素（四）其它香豆素-吡喃环上有取代的一类香豆素。C3 3C4 4上常有苯基、羟基、异戊烯基取代。亮菌甲素亮菌甲素海棠果内酯海棠果内酯逆没食子酸逆没食子酸n n其中其中4,7-4,7-二羟基香豆素易发生互变异构二羟基香豆素易发生互变异构形成形成2,7-2,7-二羟基色原酮。二羟基色原酮。二、香豆素的化学性质（一）内酯性质和碱水解反应香豆素如果和碱液长时间加热，水解产香豆素如果和碱液长时间加热，水解产物顺邻羟桂皮酸衍生物则发生异构化，转物顺邻羟桂皮酸衍生物则发生异构化，转变成变成反邻羟桂皮酸的盐反邻羟桂皮酸的盐，再经酸化也不再，再经酸化也不再发生内酯化闭环反应。发生内酯化闭环反应。香豆素内酯环发生碱水解的速度主要与香豆素内酯环发生碱水解的速度主要与C7位位取代基的性质有关。其水解难易为取代基的性质有关。其水解难易为 7-OH香豆素香豆素7-OCH3香豆素香豆素香豆素香豆素n n如C8 8取代基的适当位置有羰基、双键、环氧等结构者，和水解新生成的酚羟基发生缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复，保留顺式邻羟桂皮酸的结构。n n苄基碳上酯基的碱水解反应（二）酸的反应1.环合反应 异戊烯基易与邻酚羟基环合 该反应可用来决定酚羟基和异戊烯基间的相互位置。apigravin2.醚键的开裂：烯醇醚，遇酸易水解东莨菪内酯3.双键加水反应黄曲霉素B1黄曲霉素B2a（三）显色反应（1）异羟肟酸铁反应-内酯的显色反应 碱性条件下，香豆素内酯开环，并与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，再在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。（2）酚羟基反应具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。判断游离酚羟基的有无。若酚羟基的对位未被取代，或6-位上没有取代，其内酯环碱化开环后，可与Gibbs试剂、Emerson试剂反应。机制如下：（3）Gibbs反应：符合以上条件的香豆素反应：符合以上条件的香豆素乙醇溶液在弱碱条件下，乙醇溶液在弱碱条件下，2,6-二氯二氯(溴）溴）醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成蓝色化合物。成蓝色化合物。（4）Emerson反应：符合以上条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的4-氨基安替比林和8%的铁氰化钾试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。（5）LabatLabat反应反应 用于鉴定：亚甲二氧基用于鉴定：亚甲二氧基 5%5%没食子酸溶液没食子酸溶液+浓浓H H2 2 2 2SOSO4 4 4 4，呈绿色（，呈绿色（+）三、香豆素的物理性质：三、香豆素的物理性质：1.1.性状：性状：游离的香豆素多有完好的结晶形状，有一定游离的香豆素多有完好的结晶形状，有一定的熔点，大多有香味。分子量小的有挥发性，的熔点，大多有香味。分子量小的有挥发性，能随水蒸汽蒸出，具升华性。能随水蒸汽蒸出，具升华性。香豆素苷无挥发性，也不能升华。香豆素苷无挥发性，也不能升华。2.溶解性：溶解性：游离香豆素游离香豆素-不溶于冷水，溶于沸水，不溶于冷水，溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂溶剂。香豆素苷香豆素苷-溶于水、甲醇、乙醇，难溶溶于水、甲醇、乙醇，难溶于氯仿、乙醚。于氯仿、乙醚。根据香豆素的溶解性，在提取分离时可根据香豆素的溶解性，在提取分离时可采用系统溶剂法。采用系统溶剂法。3.荧光性质：n n物质受到光照射时，除吸收某种波长的光之外还会发射出比原来吸收波长更长的光；当激发光停止照射后，这种光线也随之消失，这种光称为荧光。香豆素母体本身即无取代的香豆素并无荧光，而-OH香豆素在紫外光下大多显出兰色荧光，在碱液中荧光增强。香豆素荧光的有无，与分子中取代基的种类和位置有一定关系。四、香豆素的提取方法系统溶剂法：n n一般可用甲醇或乙醇从植物中提取，然后用石油醚、苯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取浸膏，分成极性不同的部位。石油醚回流提取石油醚液回收至小体积浓缩液放置、析晶粗晶冷石油醚洗结晶（可能是混和物）进一步分离单体（亲脂性香豆素）残渣乙醚液乙醚回流提取回收分离单体（亲脂性较弱香豆素）残渣乙醇提取乙醇液回收分离香豆素苷类甲醇或乙醇提取提取液回收溶剂浸膏药材粗粉五、香豆素的分离方法五、香豆素的分离方法（一）真空升华或蒸馏法：馏出物馏出物残油加热溶于乙醇加热溶于乙醇乙醇液乙醇液放置放置粗品粗品以乙醇、乙醚或石油醚以乙醇、乙醚或石油醚重结晶重结晶结晶（橙皮油素）结晶（橙皮油素）橘子油橘子油 某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。例如：橘子油橙皮油素的分离例如：橘子油橙皮油素的分离 （二）酸碱分离法方法应用的原理：1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。2.香豆素的内酯环性质，在碱液中皂化成盐而加酸后恢复成内酯析出。注意以下几点：1.碱液水解开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。2.对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。乙醚萃取液乙醚萃取液NaHCO3水溶液萃取水溶液萃取 碱水层碱水层（酸性成分）（酸性成分）乙醚层乙醚层稀冷的稀冷的NaOH进行萃取进行萃取碱水层（酚性碱水层（酚性成分包括酚性成分包括酚性香豆素）香豆素）乙醚层乙醚层回收乙醚并用回收乙醚并用NaOH水或醇溶水或醇溶液进行水解液进行水解水解后得到的溶液水解后得到的溶液乙醚萃取乙醚萃取 乙醚层乙醚层（不水解的中性成分）（不水解的中性成分）碱溶液碱溶液酸中和乙醚萃取酸中和乙醚萃取水溶液水溶液乙醚层（香豆素内酯成分）乙醚层（香豆素内酯成分）（三）色谱方法n n色谱方法能够使结构相似的香豆素得到分离。n n香豆素一般用硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺层析。n n常用吸附剂：硅胶、中性或酸性氧化铝等。碱性氧化铝可能使香豆素发生降解，故很少使用。对酚性香豆素易产生强吸附。洗脱剂可用环己烷乙醚、环己烷-乙酸乙酯和石油醚乙酸乙酯的混合溶剂。四、香豆素的波谱学特性（一）荧光性质n n香豆素在可见光下为无色或浅黄色结晶，在紫外光下显蓝色荧光，C7位导入羟基后荧光增强，羟基醚化后或导入非羟基取代基可减弱荧光。7-羟基香豆素加碱可使荧光转为绿色，一般香豆素遇碱荧光都增强。7-羟基香豆素在C8位导入羟基，荧光消失。呋喃香豆素荧光较弱，多烷氧基取代呈黄绿色或褐色荧光。（二）紫外光谱n n无含氧官能团取代的香豆素，在274nm（苯环）和311nm（-吡喃酮环）处有吸收。n n7-位如有羟基、甲氧基或-D葡萄糖取代，则在217nm，315330nm处有强吸收峰，而在240，255nm处出现弱峰。5，7-及7，8-二氧取代香豆素UV与7-氧取代相似。n n此外，加入诊断试剂（如乙酸钠），也可改变紫外吸收峰位。n n如有邻二酚羟基，加入三氯化铝可使最大吸收红移。（三）红外光谱n n-吡喃酮羰基 17501700cm-1 n n羰基如与取代基形成分子内氢键 16801660cm-1 n n芳环双键 16451625cm-1 n n呋喃环双键 16391613cm-1（四）核磁共振谱1.H-1 NMR受内酯羰基吸电子共轭效应的影响H-3,d,6.16.4 J=9.5HzH-4,d,7.58.3 J=9.5HzC-7有氧取代，有氧取代，C-3-0.17ppmC-5有基团取代，有基团取代，H-4 -0.3 ppm，在之间，在之间呋喃香豆素如果呋喃呋喃香豆素如果呋喃环上没有取代环上没有取代 H-2,H-2 7.34-7.80 线型线型H-36.7，角型，角型H-37.02.13C NMR有有OR取代取代 直接相连的碳直接相连的碳+30ppm邻碳邻碳 13ppm对碳对碳 8ppm（五）质谱主要特点：1.分子离子峰较强2.基峰是失去CO的苯骈呋喃离子3.异戊烯基取代，可失去甲基形成高度共轭的分子，或经历-开裂。五、香豆素的生物活性（一）植物生长调节作用（二）光敏作用（三）抗菌、抗病毒作用（四）平滑肌松弛作用（五）抗凝血作用（六）肝毒性